[发明专利]一种面向环境激励的桥梁智能触配减振系统及方法

说明书

本发明公开了一种面向环境激励的桥梁智能触配减振系统及方法。该系统包括传感器，远程信号收发处理终端，阻尼调节子系统，质量调节子系统。传感器布设在桥位外围，对各种外部激励作用进行实时监测。阻尼调节子系统包含多个可调阻尼器，阻尼器布置在墩梁连接处。质量调节子系统包含质量块，吊装小车，小车轨道以及连接件。质量块初始存放在墩身两侧，轨道沿顺桥向铺设在主梁底部，连接件安装在主梁底部。该方法通过传感器采集各种外部激励作用信号并实时传输至远程信号收发处理终端进行处理运算，获得最优的阻尼调节子系统和质量调节子系统调整方案。最终改变结构自身振动特性，避开高能振动频带，实现结构在实时状态下的最优动力特性。

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体是一种面向环境激励的桥梁智能触配减振系统及方法。

背景技术

桥梁作为一种耗资巨大、设计建造周期和使用年限都很长的大型基础交通设施，在促进国民经济建设、地域文化交流和推动社会发展中发挥着极为重要的作用。在漫长的使用年限中，桥梁在强风、地震、波浪等外部激励作用下产生的振动会引起桥梁结构损坏、承载能力降低，严重影响了桥梁的安全性和可靠性。当前桥梁监测技术发展迅猛，新型测量技术的研究和无线监测系统的开发使得获得的自然环境激励信息更加全面，精确，且获得更加迅速，然而结构在外部激励作用下的调整措施显得十分乏力。当前多是采取安全预警评估，实施交通管制等“防御式软措施”，而对预先安装的阻尼器等硬件设备，大多也只能被动的固化工作，且应对环境功能单一，难以适应复杂多变的不同类型外部环境激励。因此，从桥梁结构自身调整入手并利用现代信息手段，将软硬件技术充分融合，开发一种面对不同环境激励时，具有能适时、自动调整结构自身动力特性功能的桥梁智能触配减振系统，保障桥梁结构安全，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种面向环境激励的桥梁智能触配减振系统及方法。

本发明解决所述系统技术问题的技术方案是，提供一种面向环境激励的桥梁智能触配减振系统，其特征在于该系统包括传感器，远程信号收发处理终端，阻尼调节子系统，质量调节子系统。

传感器布设在桥位外围，对各种外部激励作用进行实时监测，外部激励作用类型包括强风，船只、浮冰等漂浮物撞击，地震，波浪，车辆冲击振动等。

阻尼调节子系统包含多个可调阻尼器，阻尼器布置在墩梁连接处。在远程信号收发处理终端发出调节信号后，子系统触控各个阻尼器开关并调整其参数，调节各个阻尼器特性，从而改变桥梁结构阻尼特性。

质量调节子系统包含质量块，吊装小车，小车轨道以及连接件。质量块初始存放在墩身两侧，轨道沿顺桥向铺设在主梁底部，连接件安装在主梁底部。在远程信号收发处理终端发出调节信号后，触发吊装小车并将将相匹配的质量块由墩身两侧的初始位置吊运至主梁底部相应位置上，并通过连接件与主梁锁定，从而改变结构质量分布特性。

本发明解决所述方法技术问题的技术方案是，提供一种面向环境激励的桥梁智能触配减振方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1、采用传感器对各种外部激励作用进行实时监测，并将信号实时传输至远程信号收发处理终端。

步骤2、远程信号收发处理终端硬件设备内嵌的算法对信号进行迅速处理运算。该算法通过在外部激励的频谱图上得到高能振动频带，确定优化频率区间，根据结构动力优化理论，对桥梁结构质量和阻尼特性进行优化分配计算，得出目标激励作用下最优的结构动力参数，获得最优调整方案。远程信号收发处理终端将调整指令发送至阻尼调节子系统和质量调节子系统。